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Alt 01.08.2012, 16:50   #1   Druckbare Version zeigen
Godwael Männlich
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CCS- Technologie - warum die Kohlendioxid-Endlagerung wohl nicht funktionieren wird - Klima und Umwelt

Irgendwie wird das hier in Deutschland nicht so recht was mit der Kohlendioxid-Endlagerung. Eigentlich sollte dieses Jahr in der Lausitz ein Kohlekraftwerk starten, das Kohlendioxid abscheidet und in unterirdische Reservoire presst, aber Vattenfall hat das Ganze abgeblasen - angeblich weil das Gesetz zu dieser als CCS bekannten Technik monatelang im Bundesrat herumdümpelte. Jetzt gibt es seit Ende Juni immerhin einen Kompromiss im Vermittlungsausschuss, aber die Regierung, allen voran unser fleißig twitternder Umweltminister Peter Altmaier, sehen wenig Chancen für das Verfahren.

Ehrlich gesagt stört mich das überhaupt nicht. Ich bin sehr skeptisch, was das ganze Konzept der Kohlendioxid-Endlagerung in tiefen Gesteinen angeht. Technisch funktioniert das Ganze im Prinzip, aber ich habe große Zweifel, dass man das eigentliche Ziel, nämlich eine Kohlendioxid-neutrale Energieversorgung, auf diesem Wege erreicht.

Meine These: Sobald die Technik einigermaßen serienreif und politisch abgesegnet ist, fließen als erstes Milliarden in neue fossile Kraftwerke, mit dem Resultat, dass die Emissionen steigen und die Sequestrierung nicht hinterherkommt. So ein Kohlekraftwerk nämlich ist schnell gebaut, eine Lagerstätte für das entstehende Kohlendioxid zu finden ist dagegen deutlich aufwendiger. Und nicht nur das, zwei Forscher haben unlängst sogar die These aufgestellt, dass der größte Teil der Erdkruste grundsätzlich ungeeignet ist, um überschüssiges Kohlendioxid für lange Zeiträume sicher einzulagern.

Kleine Beben - große Wirkung

Die Meinung von Zoback und Gorelick in PNAS muss man nicht teilen, aber auf jeden Fall verdeutlich die Argumentation der beiden einige ganz grundlegende Probleme, die es der CCS-Technik sehr schwer machen dürften, mit den Emissionen fossiler Kraftwerke Schritt zu halten.

Die Forscher rechnen zum einen vor, dass allein die USA jedes Jahr 17 Milliarden Barrel Kohlendioxid pro Jahr in den Untergrund pumpen müssten, um ihre Emissionen zu neutralisieren – etwa viermal so viel wie das Land zu Spitzenzeiten Erdöl förderte. Die Gasmengen, die im Untergrund verschwinden müssen, sind schlicht gigantisch, und man braucht die entsprechenden Speicher dafür. Die schiere Größe der Speicher ist aber nur ein Punkt. Damit CCS tatsächlich effektiv den Treibhauseffekt bekämpft, dürfen die anvisierten Speicher selbst über geologische Zeiträume nur einen winzigen Bruchteil des eingelagerten Gases verlieren.



Seismische Aktivität im östlichen Nordamerika im März 2011. Rote Punkte kennzeichnen durch Reservoirs ausgelöste Beben. Quelle: Zoback/Gorelick



Und genau da liegt der Hase im Pfeffer: Zoback und Gorelick argumentieren, dass das Einpressen des Gases in Gesteinsschichten ziemlich sicher Verwerfungen in der Region aktiviert und so die Erde beben lässt. Eine Gefahr für Leib und Leben der Menschen stellen diese Beben nicht da – Verwerfungen, die starke Beben erzeugen können, kann man leicht identifizieren und vermeiden. Aber das ist auch nicht der Punkt. Das Problem sind kleinere Störungen, die Beben bis etwa der Magnitude 4 auslösen. Diese Verwerfungen sind nur schwer zu entdecken, aber auch wenn die von ihnen ausgehenden Beben keine Schäden verursachen, verschieben sich die Verwerfungen bei diesen Ereignissen um mehrere Zentimeter, und es sind kilometerlange Störungsflächen betroffen.

Ein gigantisches logistisches Problem

Schon vergleichsweise schwache Erdbeben können deswegen ihrer Meinung nach dazu führen, dass ein Kanal zur Oberfläche entsteht und das Gas wieder aus dem vermeintlichen Endlager austritt. Die dabei aussickernden Mengen wären für Mensch und Tier ungefährlich, aber seinen eigentlichen Zweck könnte der Speicher dann nicht mehr erfüllen.

Es gibt, das sei angemerkt, zwei Arten von Lagerstätten, bei denen dieses Problem nicht auftritt. Zum einen ausgebeutete Öl- und Gaslagerstätten, in denen der Druck weit niedriger ist als vor Beginn der Förderung und in die man deswegen über lange Zeit Gas hineinpumpen kann, bis ein für mögliche Erdbeben ausreichender Druck erreicht ist, und mechanisch schwache, nur wenig zementierte Sandsteine, die sich unter Druck verformen und deswegen Spannungen über geologische Zeiträume nicht auf-, sondern abbauen. In die letzte Kategorie gehört die Utsira-Formation unter der Nordsee, in die seit 15 Jahren Kohlendioxid aus der Gasförderung mit einer Rate von einer Million Tonnen pro Jahr eingepumpt wird, ohne dass Erdbeeren auftreten.

Der Haken an der Sache ist, dass man angesichts der einzulagernden Gasmengen über lange Zeiträume jedes Jahr etwa 85 derartige Speicher erschließen müsste – Selbst wenn es genug solche Formationen gibt, ist es sehr schwierig und kostspielig, genug von ihnen zu finden und zu prüfen. Und auch günstige Sandsteinformationen sind nicht ohne Risiko, wie die Forscher am Beispiel des Mount Simon-Sandsteins im US-Bundesstaat Ohio erläutern: Die Formation selbst ist gut geeignet, um Kohlendioxid einzulagern, in der Nähe jedoch befindet sich eine seismisch aktive Zone, die in der jüngsten geologischen Vergangenheit Erdbeben der Magnitude 7 und mehr hervorgebracht hat.

Die technische Möglichkeit ist gar nicht die Frage

Für mich ist die entscheidende Frage deswegen nicht, ob man prinzipiell Kohlendioxid in tiefen Gesteinsschichten einlagern kann (man kann), sondern ob die Methode im erforderlichen globalen Maßstab funktioniert. Und da glaube ich nicht dran. Die Erdkruste ist vollständig von aktiven und potentiell aktiven Verwerfungen durchzogen, und steht selbst im Zentrum sehr alter und stabiler kontinentaler Schilde noch unter Spannung - so dass es auch in ruhigen Gebieten mal ruckeln kann, wenn sich die Verhältnisse im Untergrund ändern. Das sehen wir zum Beispiel an vielen Stauseen, die schon durch sehr kleine Druckerhöhungen im Untergrund regelmäßig Erschütterungen hervorrufen – und bei CCS sollen noch weitaus höhere Drücke im Gestein auftreten.

Wenn Zoback und Gorelick mit ihren Überlegungen Recht haben - und das halte ich für sehr wahrscheinlich - dann würden wir uns mit der Kohlendioxid-Einlagerung ein enormes logistisches Problem einhandeln. Wie eine Speicherformation auf den zusätzlichen Druck durch das Gas reagiert und ob die Deckschichten durch aufgetretene Erdbeben undicht geworden sind, findet man halt nur mit großem Aufwand heraus, und wenn das Ergebnis negativ ausfällt muss man wo anders wieder bei Null anfangen - zusätzlich zu den so oder so kontinuierlich neu zu erschließenden Speichern.

Würde man Technik jetzt zur großen technischen Lösung des Treibhausgas-Problems machen, dann wäre im Grunde völlig absehbar, dass Energieversorger und Politik als erstes unter großem Jubel neue Kraftwerke hochzögen - das Gas geht ja nicht in die Atmosphäre, sondern in den Boden, nech? - und es dann Jahre über Jahre dauert, bis auch nur einer der nötigen Speicher erschlossen wird. Wenn überhaupt.

Und dann wäre die Technik kaum mehr als eine halbgare Ausrede, nach Belieben mehr fossile Brennstoffe zu verfeuern.



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Quelle: Fischblog - Wissenschaft für alle
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